JPH02118053A - 耐熱合金 - Google Patents
耐熱合金Info
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- JPH02118053A JPH02118053A JP27080988A JP27080988A JPH02118053A JP H02118053 A JPH02118053 A JP H02118053A JP 27080988 A JP27080988 A JP 27080988A JP 27080988 A JP27080988 A JP 27080988A JP H02118053 A JPH02118053 A JP H02118053A
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Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分ψf
本発明は、電気比抵抗値か高く、耐酸化性に優れたN(
熱合金に関する。
熱合金に関する。
従来の技術
従来、電熱線、電熱帯、その他耐熱性か要求される部品
には、JISで規格されたNi−Cr系のN CH1又
は2、或いは、Fe−Cr−Al系のF c )[1又
は2か用いられている。
には、JISで規格されたNi−Cr系のN CH1又
は2、或いは、Fe−Cr−Al系のF c )[1又
は2か用いられている。
発明か解決しようとする課題
ところで、従来使用されているNCHI及び2は、肢高
使用温度が1100°C程度で低い上に、Niを含むた
め高価であり、かつ電気比抵抗値も高々120μΩ・(
2)である、また、硫黄を含むカス雰囲気において、鋼
中のNiがSと反応して、材質を脆くするという欠点を
有している。
使用温度が1100°C程度で低い上に、Niを含むた
め高価であり、かつ電気比抵抗値も高々120μΩ・(
2)である、また、硫黄を含むカス雰囲気において、鋼
中のNiがSと反応して、材質を脆くするという欠点を
有している。
一方、Niを含まないF CH1及び2は、電気比抵抗
か最大150μΩ・(至)であって、かなり高く、また
、硫黄を含む雰囲気では、NCH1及び2に比べて、N
iを含まないために劣化しなく、かつ安価であるという
利点を有している。しかしながら、フェライト系であっ
て、Alを最大6重量%含んでいるので、−旦高温に上
げると結晶粒の粗大化か生じて脆弱になり、また、熱疲
労に弱いという欠点を有している。更に熱間加工性や冷
間前1性などの製造性か劣るという問題もある。
か最大150μΩ・(至)であって、かなり高く、また
、硫黄を含む雰囲気では、NCH1及び2に比べて、N
iを含まないために劣化しなく、かつ安価であるという
利点を有している。しかしながら、フェライト系であっ
て、Alを最大6重量%含んでいるので、−旦高温に上
げると結晶粒の粗大化か生じて脆弱になり、また、熱疲
労に弱いという欠点を有している。更に熱間加工性や冷
間前1性などの製造性か劣るという問題もある。
本発明は、従来の技術における上記のような問題真に鑑
みてなされたものである。
みてなされたものである。
しなかって、本発明は、従来のNi−Cr系及びFle
−Cr−AI系合金の上記種々の欠点を改善しようとす
るものであって、本発明の目的は、熱間及び冷間加工性
などの製造性が優れ、電気比抵抗が高く、硫黄を含むガ
ス雰囲気などにも耐える耐熱合金を堤供することにある
。
−Cr−AI系合金の上記種々の欠点を改善しようとす
るものであって、本発明の目的は、熱間及び冷間加工性
などの製造性が優れ、電気比抵抗が高く、硫黄を含むガ
ス雰囲気などにも耐える耐熱合金を堤供することにある
。
発明か解決しようとする課題
本発明の第1の耐熱合金は、重量%で、C:0.03〜
0.20%; S i : 0.1〜4.0%;Mn:
0.1〜2.0 %; Cr : 14〜35%; A
1 : 2.0〜8.0 %;S : 0.002
%以下;Nb:0.05〜0.5%;Ti :0.05
〜0.5%:及びCa : 0.0005〜0.020
%を含有し、残部が実質的にFeからなることを特徴と
する。
0.20%; S i : 0.1〜4.0%;Mn:
0.1〜2.0 %; Cr : 14〜35%; A
1 : 2.0〜8.0 %;S : 0.002
%以下;Nb:0.05〜0.5%;Ti :0.05
〜0.5%:及びCa : 0.0005〜0.020
%を含有し、残部が実質的にFeからなることを特徴と
する。
本発明の第2の耐熱合金は、重量%で、C:0.03〜
0.20%; S i : 0.1〜4.0%;Mn:
0.1〜2.0%;Cr:14〜35%; A I :
2.0〜8.0%:S : 0.002%以下;Nb
:0.05〜0.5%;Ti :o、os〜o、5%;
Ca : 0.0005〜0.020%;及び2r
: 0.05〜0.30%、Y : 0.01〜0.1
%及びREM :Q、OO1〜0,01%よりなる群か
ら選択された少なくとも一種を含有し、残部が実質的に
Feからなることを特徴とする。
0.20%; S i : 0.1〜4.0%;Mn:
0.1〜2.0%;Cr:14〜35%; A I :
2.0〜8.0%:S : 0.002%以下;Nb
:0.05〜0.5%;Ti :o、os〜o、5%;
Ca : 0.0005〜0.020%;及び2r
: 0.05〜0.30%、Y : 0.01〜0.1
%及びREM :Q、OO1〜0,01%よりなる群か
ら選択された少なくとも一種を含有し、残部が実質的に
Feからなることを特徴とする。
次に、本発明の耐熱合金の合金組成に関して、その限定
理由について説明する。
理由について説明する。
C: 0.03〜0.20%
Cは鋼の強度を付与する主要な元素であるので、強度を
付与させるためには0.03%以上含有させることが必
要である。しかしながら0.20%を超えるとNb (
CN)やTi (CN)が鋼中に多量に存在することに
なり、清浄度を著しく劣化させるので、上限は0.20
%に設定する必要がある。Cの好ましい範囲は0.05
〜0.10%である。
付与させるためには0.03%以上含有させることが必
要である。しかしながら0.20%を超えるとNb (
CN)やTi (CN)が鋼中に多量に存在することに
なり、清浄度を著しく劣化させるので、上限は0.20
%に設定する必要がある。Cの好ましい範囲は0.05
〜0.10%である。
Si:O11〜4.0%
Siは酸素と結合して耐熱性の高い緻密なSiO□の安
定なフィルムを生成し、i1酸化性を向上させ、さらに
電気比抵抗をあげる作用を示す元素であるので、その効
果を得るために0.1%以上含有させることか必要であ
る。一方、Siは強力なフェライト生成元素であり、4
.0%を超えると、結晶性を粗大化させ、σ相を増加し
て鋼を脆弱にするので、上限は4.0%に設定する必要
がある。
定なフィルムを生成し、i1酸化性を向上させ、さらに
電気比抵抗をあげる作用を示す元素であるので、その効
果を得るために0.1%以上含有させることか必要であ
る。一方、Siは強力なフェライト生成元素であり、4
.0%を超えると、結晶性を粗大化させ、σ相を増加し
て鋼を脆弱にするので、上限は4.0%に設定する必要
がある。
Siの好ましい範囲は0.5〜3.0%である。
M n : 0.1〜2.0%
Mnは、脱酸剤として作用し、形成されるMnOは耐酸
化性の向上に寄与するので、その効果を得るために、0
.1%以上含有させることが必要である。しかしながら
、脱酸という目的から、2.0%より多く含ませても効
果は向上しないので、上限は2.0%に設定する。Mn
の好ましい範囲は0.5〜1.5%である。
化性の向上に寄与するので、その効果を得るために、0
.1%以上含有させることが必要である。しかしながら
、脱酸という目的から、2.0%より多く含ませても効
果は向上しないので、上限は2.0%に設定する。Mn
の好ましい範囲は0.5〜1.5%である。
Cr:14〜35%
Crは、酸素と反応してCr 20 sの熱に安定なフ
ィルム状の皮膜を形成し、素材の酸化による減耗を防止
し、さらに電気比抵抗を著しく上昇する0例えば、Cr
10%で15μΩ・■の上昇を示す。
ィルム状の皮膜を形成し、素材の酸化による減耗を防止
し、さらに電気比抵抗を著しく上昇する0例えば、Cr
10%で15μΩ・■の上昇を示す。
したがって、本発明の耐熱合金には必須の元素である。
しかしながら、Crの含有量が高すぎると、σ相の生成
を助長し、材料の靭性を著しく低下するので、上限は3
5%に設定する必要がある。また、電気比抵抗を少なく
とも110μΩ・■に保つためには、14%以上含有さ
れることが必要であるので、下限を14%に設定する。
を助長し、材料の靭性を著しく低下するので、上限は3
5%に設定する必要がある。また、電気比抵抗を少なく
とも110μΩ・■に保つためには、14%以上含有さ
れることが必要であるので、下限を14%に設定する。
しかしながら、電気比抵抗の高いものが望まれる場合に
は、20〜35%の範囲が好ましい。
は、20〜35%の範囲が好ましい。
A l : 2.0〜8.0%
AI#J酸素と反応してA l x Osの緻密な皮膜
を形成し、耐熱性を著しく向上させる元素である。
を形成し、耐熱性を著しく向上させる元素である。
また、電気比抵抗をAI 1%で約10μΩ・1上昇
させるので、本発明の耐熱合金の電気比抵抗を確保する
ためには必須の元素である。ただし、AIは強力なフェ
ライト生成元素であり、通常AIが2.0%以上になる
と結晶粒が粗大化するが、Nb、Tiの添加によって8
.0%まで含有させることが可能になるので、上限を8
.0%に設定する。また、2.0%よりも少なくなると
、AIの役割を果たさなくなるので、下限は2.0%に
設定する必要がある。しかしながら、電気比抵抗の高い
ものが望まれる場合には、4.0〜8.0%の範囲が好
ましい。
させるので、本発明の耐熱合金の電気比抵抗を確保する
ためには必須の元素である。ただし、AIは強力なフェ
ライト生成元素であり、通常AIが2.0%以上になる
と結晶粒が粗大化するが、Nb、Tiの添加によって8
.0%まで含有させることが可能になるので、上限を8
.0%に設定する。また、2.0%よりも少なくなると
、AIの役割を果たさなくなるので、下限は2.0%に
設定する必要がある。しかしながら、電気比抵抗の高い
ものが望まれる場合には、4.0〜8.0%の範囲が好
ましい。
S : 0.002%以下
Sは、熱間加工性、冷間加工性を著しく阻害する有害な
元素であるため、なるべく少ないほうが好ましいが、本
発明においては、Caを添加することによって、有害な
Sを固定することができ、加工性が向上するので、0.
002%まで含有してもよい。
元素であるため、なるべく少ないほうが好ましいが、本
発明においては、Caを添加することによって、有害な
Sを固定することができ、加工性が向上するので、0.
002%まで含有してもよい。
N b : 0.05〜0.5%
T i : 0.05 NO,5%
本発明の耐熱合金は高Cr−高AIであるため、フェラ
イト−相となり、結晶粒が粗大化するが、Nb及びTi
は、結晶粒の粗大化を防止する作用を有する。またNb
はNbO2、TiはTiO2の酸化膜を形成し、内部へ
の酸化の促進を防止する。その様な効果を生じさせるた
めに、それぞれ0.05%含有させる必要がある。しが
しながら、Nb+’riが1%を超えると、溶接時の溶
接金属の流動性が悪くなり、また、Tiが多すぎると表
面疵が生じ易くなるため、それぞれの上限を0.5%に
設定する必要がある。
イト−相となり、結晶粒が粗大化するが、Nb及びTi
は、結晶粒の粗大化を防止する作用を有する。またNb
はNbO2、TiはTiO2の酸化膜を形成し、内部へ
の酸化の促進を防止する。その様な効果を生じさせるた
めに、それぞれ0.05%含有させる必要がある。しが
しながら、Nb+’riが1%を超えると、溶接時の溶
接金属の流動性が悪くなり、また、Tiが多すぎると表
面疵が生じ易くなるため、それぞれの上限を0.5%に
設定する必要がある。
Ca : 0.0005〜0.020%Caは脱酸剤の
一種であるが、本発明においては、熱間加工性に有害な
Sを固定するために添加されるもので、その効果を発揮
させるためには、少なくともo、 ooos%が必要で
ある。しかしながら、含有量が0.020%を超えると
、むしろ有害になるので、上限は0.020%に設定す
る Z r : 0.05〜0.30% ZrはNbと同様にZr (CN)の微細分散により、
結晶粒の微細化をはかる元素である。本発明の高Cr−
高AI耐熱合金においては、ZrはNb及びTiの効果
をさらに助ける作用を示す。
一種であるが、本発明においては、熱間加工性に有害な
Sを固定するために添加されるもので、その効果を発揮
させるためには、少なくともo、 ooos%が必要で
ある。しかしながら、含有量が0.020%を超えると
、むしろ有害になるので、上限は0.020%に設定す
る Z r : 0.05〜0.30% ZrはNbと同様にZr (CN)の微細分散により、
結晶粒の微細化をはかる元素である。本発明の高Cr−
高AI耐熱合金においては、ZrはNb及びTiの効果
をさらに助ける作用を示す。
また、Zrは耐酸化性を向上する。したがって、それら
の効果を発揮させるために0.05%か必要である。し
かしながら、その含有量が多くなっても効果がそれ以上
発揮されないので上限を0,30%に設定する。
の効果を発揮させるために0.05%か必要である。し
かしながら、その含有量が多くなっても効果がそれ以上
発揮されないので上限を0,30%に設定する。
Y二0.01〜0.1%
RE M : 0.001〜0.01%YもREMも共
に耐酸化性を向上させるので、特に高温で使用されるf
lit熱合金に含有させるのが好ましい、また、Yは電
熱線の寿命を延はし、REMは熱間加工性の向上に寄与
する。したがって、それらの効果を得るためには、Yは
o、oi%以上、REMは0.001%以上含有させる
ことが必要である。また、それらの量が多くなっても、
効果がそれ以上発揮されないので、上限はYが0.1%
、REMは0.01%に設定する。
に耐酸化性を向上させるので、特に高温で使用されるf
lit熱合金に含有させるのが好ましい、また、Yは電
熱線の寿命を延はし、REMは熱間加工性の向上に寄与
する。したがって、それらの効果を得るためには、Yは
o、oi%以上、REMは0.001%以上含有させる
ことが必要である。また、それらの量が多くなっても、
効果がそれ以上発揮されないので、上限はYが0.1%
、REMは0.01%に設定する。
その他
不可避な不純物元素として、P、0、Cuなどが含まれ
る場合、その含有量は極力低いことが望ましい。また、
Niは、硫黄による浸食が発生するのでNiが含有され
る場合には、極力低いことが望ましい。
る場合、その含有量は極力低いことが望ましい。また、
Niは、硫黄による浸食が発生するのでNiが含有され
る場合には、極力低いことが望ましい。
実施例
以下、本発明を実施例によって説明する。
50kK真空誘導炉により、下記第1表に示す組成の窮
境を常法により溶製した。
境を常法により溶製した。
なお、NO,1及び2においては、REMを添加して、
熱間加工性の改善を行った。No、4においては、28
Cr−6AI鋼にZrを添加し、NO,5及び6におい
ては、31Cr−7,2A ] a及び34Cr−8A
1j4にZr、Y及びREMを添加して熱間加工性の向
上をはかった。また、No、 7及び8はJIS規格の
FCHl及びFCH2であり、恥9においては15Cr
−3CA l mにN b 0.4r%を添加した。
熱間加工性の改善を行った。No、4においては、28
Cr−6AI鋼にZrを添加し、NO,5及び6におい
ては、31Cr−7,2A ] a及び34Cr−8A
1j4にZr、Y及びREMを添加して熱間加工性の向
上をはかった。また、No、 7及び8はJIS規格の
FCHl及びFCH2であり、恥9においては15Cr
−3CA l mにN b 0.4r%を添加した。
得られた耐熱合金について、その熱間加工性、電気比抵
抗値、1200°Cの酸化増量、引っ張り強さ、及び伸
びを測定した。それらの結果を第2表に示す。
抗値、1200°Cの酸化増量、引っ張り強さ、及び伸
びを測定した。それらの結果を第2表に示す。
なお、第2表中、熱間加工性の評価は、50改貴塊を1
200℃で鍛伸したときのワレの発生状況を示すもので
、「ワレ軽度」は、グラインダーで庇取りをすれば、再
度鍛伸が出来た場合を示す。
200℃で鍛伸したときのワレの発生状況を示すもので
、「ワレ軽度」は、グラインダーで庇取りをすれば、再
度鍛伸が出来た場合を示す。
第2表の結果から明らかなように、Nbなとの結晶粒微
細化元素の含有されていない比較例の馳7及び8におい
ては、Cr、A!が比敷的低いにもかかわらず、軽度の
ワレか発生したか、それとほぼ同一組成のNo、 lな
いし3の場合には、ワレはまったく発生しなかった。
細化元素の含有されていない比較例の馳7及び8におい
ては、Cr、A!が比敷的低いにもかかわらず、軽度の
ワレか発生したか、それとほぼ同一組成のNo、 lな
いし3の場合には、ワレはまったく発生しなかった。
酸化増量については、No、 1及び2の場合は、Cr
含有量が低いもかかわらず、A1含有量が同じ程度の比
較例のぬ7及び8よりも低い値を示しており、そして、
間5及び6においては、酸化増量が特に少なく、非常に
良好な耐スケール性を有していた。
含有量が低いもかかわらず、A1含有量が同じ程度の比
較例のぬ7及び8よりも低い値を示しており、そして、
間5及び6においては、酸化増量が特に少なく、非常に
良好な耐スケール性を有していた。
また、引張り試験による伸びは、本発明の実施例の合金
鋼の方が、比較例のものよりら明らかに大きく、冷間加
工性が優れていることか分かった。
鋼の方が、比較例のものよりら明らかに大きく、冷間加
工性が優れていることか分かった。
発明の効果
本発明の耐熱合金は、従来かなり加工性が劣るといわれ
ていたFe−Cr−Al系耐熱合金に、Ca、Nb、及
びT i 、又はそれ等とZr、Y及びREMのいずれ
か一つ以上を所定量添加した合金組成を有するから、高
電気比抵抗を有すると同時に、熱間加工性及び冷間加工
性が向上し、耐酸化性も良好なものとなり、電熱用乍熱
合金として極めて適したものである。
ていたFe−Cr−Al系耐熱合金に、Ca、Nb、及
びT i 、又はそれ等とZr、Y及びREMのいずれ
か一つ以上を所定量添加した合金組成を有するから、高
電気比抵抗を有すると同時に、熱間加工性及び冷間加工
性が向上し、耐酸化性も良好なものとなり、電熱用乍熱
合金として極めて適したものである。
特許出願人 大同特殊fi4株式会社代理人
弁理士 液部 剛
弁理士 液部 剛
Claims (2)
- (1)重量%で、C:0.03〜0.20%;Si:0
.1〜4.0%;Mn:0.1〜2.0%;Cr:14
〜35%;Al:2.0〜8.0%;S:0.002%
以下;Nb:0.05〜0.5%;Ti:0.05〜0
.5%;及びCa:0.0005〜0.020%を含有
し、残部が実質的にFeからなることを特徴とする耐熱
合金。 - (2)重量%で、C:0.03〜0.20%;Si:0
.1〜4.0%;Mn:0.1〜2.0%;Cr:14
〜35%;Al:2.0〜8.0%;S:0.002%
以下;Nb:0.05〜0.5%;Ti:0.05〜0
.5%;Ca:0.0005〜0.020%;及びZr
:0.05〜0.30%、Y:0.01〜0.1%及び
REM:0.001〜0.01%よりなる群から選択さ
れた少なくとも一種を含有し、残部か実質的にFeから
なることを特徴とする耐熱合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27080988A JPH02118053A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 耐熱合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27080988A JPH02118053A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 耐熱合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02118053A true JPH02118053A (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=17491319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27080988A Pending JPH02118053A (ja) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | 耐熱合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02118053A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06128693A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-10 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐酸化性, 靱性および熱間加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
US6625846B2 (en) | 1998-03-06 | 2003-09-30 | Shigeo Takizawa | Caster for robot |
US7005105B2 (en) * | 2000-12-28 | 2006-02-28 | Korea Electrotechnology Research Institute | Fe-Cr-Al alloys for electric resistance wires |
CN104233083A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-24 | 盐城市鑫洋电热材料有限公司 | 一种析出强化电热合金及其制备方法 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP27080988A patent/JPH02118053A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06128693A (ja) * | 1992-10-13 | 1994-05-10 | Nippon Yakin Kogyo Co Ltd | 耐酸化性, 靱性および熱間加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼 |
US6625846B2 (en) | 1998-03-06 | 2003-09-30 | Shigeo Takizawa | Caster for robot |
US7005105B2 (en) * | 2000-12-28 | 2006-02-28 | Korea Electrotechnology Research Institute | Fe-Cr-Al alloys for electric resistance wires |
CN104233083A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-24 | 盐城市鑫洋电热材料有限公司 | 一种析出强化电热合金及其制备方法 |
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